Джеймс Максуел – един велик физик, който е автор и на първата цветна фотография

magnifisonz.com /

Джеймс Кларк Максуел се ражда на 13 юни 1831 година в Единбург, Шотландия. Образованието си получава в университетите в Единбург и Кеймбридж. От 1856 до 1860 година преподава в Абърдийнския колеж “Марешал”, а след това пет години е професор в Лондонския университет. През 1871 година Максуел става професор в Университета в Кеймбридж, където по-късно създава и известната лаборатория Кавендиш – първата в Британия специално оборудвана лаборатория за разработки по физика. Максуел е един от основоположниците на статистическата физика и класическата електродинамика. Член на Кралското научно общество в Лонодон.

Първата му научна разработка се появява още докато е ученик в гимназията – измисля оригинален начин за изчертаване на овални фигури (разработката му е описана в “За начертаването на овали и за овалите с множество фокуси”). Основните му научни търсения са в областта на електромагнетизма, кинетичната теория на газове, теория на съпротивление на материалите и оптиката.

„Тартановата папийонка“ (Лента в шотанско каре,
завързана на папийонка) – първата в света цветна снимка – 1861 година.

Голямата му популярност идва с теоретичните му изследвания в областта на електромагнетизма. Те стават основа в класическите схващания на съвременната физика. Теорията му намира изражение под формата на уравнения, които в научните среди се наричат точно така – “Уравнения на Максуел”.

Освен това Максуел е автор на няколко изобретения. Изработва пумпал, върху диска на който са нанесени слоеве с различни бои  – при въртенето на пумпала се наблюдават различни интересни цветови комбинации: червен и жълт резултират в оранжев, синьото и жълтото се сливат в зелено, а при смесването на всички основни цветове от спектъра повърхността на диска на въртящия се пумпал се превръща в бяла.

И още едно интересно негово постижение. Джеймс Максуел е смятан за създател на първата цветна снимка в света.

Джеймс Кларк Максуел е физикът на XIX век, който оказва най-голямото влияние върху физиците от XX век. Неговите постижения са сравнявани с тези на Нютон и Айнщайн. В проучване от края на хилядолетието за определяне на стоте най-известни физици, Максуел бе избран за третия най-велик физик на всички времена, след Нютон и Айнщайн. Айнщайн има снимки на стената си на Майкъл Фарадей, Исак Нютон и Джеймс Кларк Максуел.

Първата си научна статия Максуел написва на 14 години. Тя е посветена на овалните криви и е публикувана през 1846 г. в „Трудове на Единбургско кралско дружество“. Като преподавател в Тринити колидж Максуел прави експерименти по теория на цветовете и изобретява „диска на Максуел“. За работата си по възприемането на цветовете и оптиката получава през 1860 г. медала на Румфорд.

През 1857 г. Кеймбриджкият университет обявява конкурс за най-добра работа относно устойчивостта на пръстените на Сатурн, открити от Галилей в началото на XVII в. Лаплас доказва, че пръстените не могат да са твърди. Максуел се убеждава, че те не могат да бъдат и течни. Неговото откритие е, че пръстените представляват рой несвързани помежду си метеорити, чиято устойчивост се дължи на привличането на Сатурн. За тази си работа Максуел получава наградата на Дж. Адамс.

Максуел е един от създателите на кинетичната теория на газовете, като през 1860 г. извежда закон, описващ статистическото разпределение на газовите молекули в зависимост от скоростта им. В рамките на своята теория обяснява закона на Авогадро, дифузията, топлопроводността, вътрешното триене. През 1867 г. показва статистическия характер на втория закон на термодинамиката – закон на Максуел.

През 1861 г. Максуел започва изследвания в областта на електричеството и магнетизма. Следвайки Фарадей, той разработва хидродинамичен модел на силовите линии и изразява известните тогава съотношения на електродинамиката на математически език. Основните резултати от това изследване са публикувани в труда „Фарадееви силови линии“ (Faraday’s Lines of Force, 1857).

Най-голямото научно постижение на Максуел е създаването на теорията на електромагнитното поле (Трактат за електричеството и магнетизма, 1873), формулирана от него във вид на система уравнения (Уравнения на Максуел), които изразяват основните закономерности на електромагнитните явления и днес заемат централно място във физиката – в основата са на електро- и радиотехниката. В теорията си той въвежда новото понятие ток на електрическа индукция. Предсказва и съществуването на електромагнитно лъчение (електромагнитни вълни) в празното пространство, където това лъчение се разпространява със скоростта на светлината. Така Максуел стига до идеята за електромагнитния характер на светлината и разкрива връзката между оптичните и електромагнитните явления. Пресмята теоретично светлинното налягане. Доказва теоремата на Максуел в теорията на еластичността, определя термодинамичните съотношения на Максуел, развива теорията на цветното зрение. Конструира и редица уреди.

Може би не толкова популярни са приносите му към фотографията и по-специално откритието, че цветна снимка може да се получи чрез разделяне на светлината с филтри на червена, зелена и синя. През 1861 г. той представя концепцията за цветната фотография на лекция в Кралската институция. Образът е на панделка от тартан (характерен шотландски мотив) и процедурата по получаването му включва фотографиране през съответния филтър, проявяване на образа в негатив върху прозрачна фотографска плака и след това едновременно прожектиране на трите плаки с три прожектора през съответния цветен филтър върху екран. При добро фокусиране се получава пълноцветен образ. Днес трите плаки се намират в малкия музей в родната къща на Максуел в Единбург (14 India Street, Edinburgh). Строго погледнато, тази демонстрация само илюстрира концепцията за цветност по принципа на адитивно смесване на цветовете, без да води до истинска цветна снимка, но въпреки това Максуел се счита за изобретил цветната фотография.

 

Младият Максуел с цветен диск

Между 1855 и 1872 г. той продължава изследванията си, свързани с възприемането на цветовете и цветната слепота, като за първото е награден с медала Ръмфорд от Кралското дружество. Той измисля прости и удобни инструменти, наречени „дискове на Максуел“ чрез които се изследва ефекта от смесването на три първични цвята като се върти т.нар. „цветен пумпал“. Така поставя началото на широко използваните днес цветови модели (напр. RGB) и хроматични диаграми.

Максуел е създал най-важната система за теорията на светлината, която към дадения момент надминала и дори и днес надминава възможностите на човек да преживява цвета. Той успял научно да докаже важността от разбирането именно за осемте честотни характеристики на цвета, които определят възможностите на нашето съзнание. Особено важно е да се отбележи неговото изучаване на осмия цвят – белият, който успял да покаже като фигура, състояща се от честотните характеристики на червения, зеления и виолетовия цвят. Това означава, че трите цвята, определящи най-ниският, най-високият и средният честотен показател, образуват белия цвят.

Всъщност, е създал великата теория за Геометрията на цвета, която така и не била изискана от обществото за развитието на човека, а останала в научната сфера – работа с различни честотни колебания. А, в действителност, белият цвят представлява равнобедрен триъгълник, притежаващ определен център на въртене (това е точката на смесването на трите цвята). Ако възприемем нашето тяло като триъгълник, ще видим, че работи по аналогична схема (но това е така само при положение, че наистина го приемем за триъгълник). Ако пресъздадем в тялото подобна точка на смесване, тогава ще получим най-висшата честотна характеристика, свързана с белия цвят. Това не е просто електромагнитен ефект, а определена възможност за съществуването на нашия дух.

По този начин изменяме поведението на молекулярните връзки вътре в нашето тяло и можем да противопоставим себе си на магнитното поле. Но най-важното в случая е това, че Максуел успял да покаже постъпателността на това движение, тоест неговото нарастване, където вече безграничността в развитието на нашето тяло и съзнание, би могла да се докаже. И така, известното правило на свредела, което се изучава в училище, вече технически погледнато ще носи едно съвсем друго концептуално осмисляне.

Уви, великите знания на Максуел и до ден днешен се преподават и трактуват невярно. А в този случай, всъщност, се обяснява възможността за разбирането или, по-скоро, възприемането на физическото състояние на оста като орган, който притежава електрически показатели с особена честота.

Наличието на тази ос позволява на човек да смести всички свои енергийни характеристики и да създаде определен вътрешен “пумпал”, което в действителност, Максуел е доказал само чрез своята теория за цветовете, но също и с опита с котка, която е хвърлена надолу (способността ѝ да се приземява на четири лапи).

Но защо именно цветът е толкова важен за нас в тази връзка? Защото цветовата реакция на мозъка е затъмнила всички други реакции в нашето тяло. Ако не се научим да възприемаме цвета и правилно да реагираме на него, така или иначе ще зависим от тази реакция и тя ще пречи на всички останали възприятия. Цветът е основата на нашия дух, тоест духът на човек се подхранва на първо място с цвета. Най-важното е да станем наясно с трите цвята – червен, зелен и виолетов (син).

Разбираемо е, че Максуел не се е задълбочил особено в това, което е показал, но важното е, че го е обозначил, тъй като именно тук е заложена опората на образованието на човек и развитието на неговото качество на наблюдение. Каквото и да правим, пак ще зависим от цвета – и на мястото, на което живеем, и от дрехата, която носим, че дори, и от храната, която ядем. Това е една реална система, притежаваща конкретни физически показатели и съответна сила. Така, че този велик шотландец не само е подарил на човечеството ключа към познанието на природата, но също така е обяснил идеята за тартана (разцветките на клетките в тъканите на шотландските семейства и организации) или клановостта при шотландците, където е скрита комбинацията за развитието на клана. Тартанът – това е определена формула, която притежава свои собствени честотни показатели.

Така че, развивайки оттук идеята за пречупването на цвета, по този начин ние можем да стигнем до природата за съществуването на кристала, където цветът и светлината определят количествения и качествения състав на електромагнитните вълни на всеки кристал, в зависимост от неговата собствена структура.

През последните години от живота си подготвя за печат ръкописното наследство на Кавендиш. Два големи тома излизат от печат през октомври 1879 г.

Facebook Comments